pisang kepok
Post on 16-Oct-2015
47 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
5/26/2018 pisang kepok
1/5
Jurnal Teknik Kimia USU,Article in press(2012)
49
EKSTRAKSI PEKTIN DARI KULIT BUAH PISANG KEPOK (Musa paradisiaca)
Farida Hanum, Martha Angelina Tarigan, Irza Menka Deviliany Kaban
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara,
Jl. Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia
Email : ida_hanum78@yahoo.co.id
Abstrak
Pektin merupakan polimer dari asam D-galakturonat yang dihubungkan oleh ikatan -1,4 glikosidik.Senyawa pektin banyak digunakan dalam industri farmasi, makanan dan minuman. Penelitian inibertujuan untuk memanfaatkan limbah kulit buah pisang kepok (Musa paradisiaca) sebagai sumber
pektin. Penelitian ini dilakukan dengan metode ekstraksi menggunakan pelarut asam kemudian
ditambahkan etanol ke dalam filtrat untuk mengendapkan pektin dan proses terakhir dilakukanpengeringan untuk mendapatkan pektin kering. Variabel tetap yang digunakan dalam penelitian ini
adalah berat kulit buah pisang kepok 10 gram, kadar air awal bahan 10%, dan pelarut asam klorida(HCl). Sedangkan variabel berubahnya adalah pH ekstraksi 1; 1,5; 2; waktu ekstraksi 70, 80, 90, 100
menit, dan temperatur ekstraksi 80 oC, 90 oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen hasilekstraksi terbaik dapat diperoleh pada temperatur 90 oC, pH 1,5 selama 80 menit dengan kadar air11,88%, kadar abu 0,98%, dan kadar metoksil 3,72%.
Kata kunci: ekstraksi, pengeringan, pektin, rendemen, kadar metoksil
Abstract
Pectin are polymer of D-galacturonic acid connected by -1,4 glucosidic. Pectin are widely used in
pharmaceutical, food and beverage industries. This research was expected to took advantage of bananapeels (Musa paradisiaca) by producing pectin. The research used an extraction method by using acidsolvent in additional to ethanol to form the sediment of pectin and the last step is drying in order to getdry pectin. The fixed variables which were used in this research were 10 grams banana peels, 10%
water content of sample, and chloride acid solvent. Extraction process was carried out by pH 1; 1,5; 2;extraction time of 70, 80, 90, 100 minute, and temperature of 80 oC, 90 oC. The results showed that thehighest yield of pectin extraction was obtained at temperature of 80 oC, pH 1,5 during 80 minute with11,88% water content, 0,98% ash content, and 3,72% the methoxyl content.
Keywords: extraction, drying, pectin, yield, methoxyl content
PendahuluanPisang adalah buah-buahan tropis yang paling
banyak dihasilkan dan dimanfaatkan oleh masyarakat
Indonesia. Produksi buah pisang menduduki peringkat
pertama hasil pertanian di Indonesia. Pemanfaatan buah
pisang yang besar untuk berbagai jenis makanan, akan
menghasilkan limbah berupa kulit pisang. Bobot kulit
pisang mencapai 40% dari buahnya [6]. Dengan
demikian kulit pisang menghasilkan limbah dengan
volume yang besar [9].
Buah pisang mengandung pektin dalam konsentrasi
tinggi. Kandungan pektin pada kulit pisang berkisar
antara 0,9% dari berat kering. Pektin tersebut dapatdiekstraksi dengan cara sederhana, biaya yang tidak
mahal dan dapat diterapkan dalam skala kecil [7].
Hingga tahun 2011, seluruh pektin yang digunakan
di industri-industri Indonesia adalah barang impor.
Jumlah impor pektin cukup besar, yaitu lebih besar dari
100 ton per tahun dan harganya sangat mahal, membuat
biaya impor pektin berdampak terhadap pengurangan
devisa negara yang besar pula [2].
Teori
Pektin adalah polisakarida kompleks yang bersifat
asam yang terdapat dalam jumlah bervariasi,
terdistribusi secara luas dalam jaringan tanaman.
Umumnya terdapat di dalam dinding sel primer.
Khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa.
Pektin juga berfungsi sebagai bahan perekat antara
dinding sel yang satu dengan yang lainnya. Substansi
pektin tersusun dari asam poligalakturonat, dimana
gugus karboksil dari unit asam poligalakturonat dapatteresterifikasi sebagian dengan metanol [7].
Senyawa pektin adalah asam pektat, asam pektinat
dan protopektin.
1. Asam PektatAsam pektat adalah senyawa asam galakturonat
yang bersifat koloid dan pada dasarnya bebas dari
kandungan metil ester [4].
-
5/26/2018 pisang kepok
2/5
Jurnal Teknik Kimia USU,Article in press(2012)
50
2. Asam PektinatAsam pektinat adalah asam poligalakturonat yang
bersifat koloid dan mengandung sejumlah metil ester.
Pektin merupakan asam pektinat dengan kandungan
metil ester dan derajat netralisasi yang berbeda-beda [4].
3. ProtopektinProtopektin adalah substansi pektat yang tidak larut
dalam air, terdapat dalam tanaman, jika dipisahkan
secara hidrolisis akan menghasilkan asam pektinat [10].
Senyawa asam pektinat atau pektin diberikan pada
gambar 1 di bawah ini [7].
Asam galakturonat Polimer asam galakturonat
Polimer asam galakturonat dimana sebagian gugus
karboksilnya teresterifikasi dengan metil menjadi gugusmetoksil
Gambar 1. Senyawa Asam Pektinat atau Pektin
Tabel 1. Standar Mutu Pektin Berdasarkan Standar
Mutu I nternational Pectin Producers Association[8]
Faktor Mutu Kandungan
Kekuatan gelKandungan metoksil :
Pektin metoksil tinggi Pektin bermetoksil rendahKadar asam galakturonatSusut pengeringan (kadar air)Kadar abuKadar air
Derajat esterifikasi untuk :
Pektin ester tinggi
Pektin ester rendahBilangan AsetilBerat Ekivalen
Min 150 grade
> 7,12%
2,5 - 7,12%Min 35%Maks 12%
Maks 10%Maks 12%
Min 50%Maks 50%
0,15
0,45%600800 mg
Metodologi PenelitianBahan baku yang digunakan dalam penelitian
ini adalah kulit buah pisang kepok dan bahan kimia
berupa asam klrida (HCl), air (H2O), etanol
(C2H5OH), perak nitrat (AgNO3), natrium
hidroksida (NaOH), natrium klorida (NaCl), dan
phenolptalein. Tahap awal adalah persiapan bahan
baku dimana kulit buah pisang kepok dikeringkan di
oven dan diukur kadar airnya 10%.
Percobaan utama untuk mengetahui pengaruh
temperatur, pH, dan waktu ekstraksi terhadap
rendemen, kadar air, kadar abu, dan kadar metoksil.Percobaan dilakukan dengan variasi temperatur 80oC dan 90 oC, variasi pH 1; 1,5; 2 dan variasi waktu
ekstraksi 70, 80, 90, dan 100 menit. Rangkaian alat
yang digunakan seperti gambar 2.
Keterangan :1. Statif danklem
2. Termometer3. Stirrer4.Heating mantle
5. Labu leher tiga
Gambar 2. Rangkaian peralatan ekstraksi
Bahan baku kemudian ditambahkan airsebanyak 35 kali dan diekstraksi di atas heating
mantle dengan pengadukan. Campuran yang telah
diekstrak disaring dengan menggunakan kertas
saring untuk memisahkan filtrat dari ampasnya.
Filtrat didinginkan kemudian dilakukan
pengendapan pektin dengan menambahkan etanol
yang telah diasamkan. Endapan pektin yang
diperoleh kemudian dikeringkan dalam oven pada
temperatur 40oC selama 8 jam. Pektin kering
dianalisa kadar air, kadar abu, berat ekivalen, dan
kadar metoksilnya. Kemudian hasil analisa
dibandingkan dengan standar mutu pektin
berdasarkan standar mutu International PectinProducers Association(IPPA).
Hasil
Data hasil percobaan yang diperoleh dapat dilihat
pada tabel 2.
-
5/26/2018 pisang kepok
3/5
Jurnal Teknik Kimia USU,Article in press(2012)
51
Tabel 2. Data hasil percobaan
A. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi terhadap
rendemen pektin
Gambar 3 menunjukkan bahwa temperatur, pH,
dan waktu ekstraksi berpengaruh terhadap rendemen
pektin hasil ekstraksi. Prinsip ekstraksi pektin adalah
perombakan protopektin yang tidak larut menjadi
pektin yang dapat larut. Ekstraksi pektin ini dapat
dilakukan dengan hidrolisis asam atau enzimatis.
Reaksi hidrolisis akan semakin cepat apabila
konsentrasi asam semakin tinggi dan sebaliknya [12].Suhu ekstraksi yang tinggi menyebabkan peningkatan
energi kinetik larutan sehingga difusi pelarut ke dalam
sel jaringan semakin meningkat pula. Hal ini berakibat
terlepasnya pektin dari sel jaringan sehingga pektin
yang dihasilkan semakin banyak. Semakin lama waktu
dan semakin tinggi suhu ekstraksi, rendemen pektin
yang dihasilkan semakin besar [11]. Tetapi pada waktu
ekstraksi dinaikkan menjadi 90 menit, rendemen
semakin sedikit karena pada waktu 90 menit tersebut
sudah terjadi pemutusan ikatan glikosida dimana
pektin yang terbentuk mengalami degradasi.
Gambar 3. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi
terhadap rendemen pektin
B. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi terhadap kadar
air pektin
Kadar air bahan berpengaruh terhadap masa
simpan. Kadar air yang tinggi menyebabkan
kerentanan terhadap aktivitas mikroba. Dalam upaya
memperpanjang masa simpan pektin, dilakukan
pengeringan pada oven suhu 40 oC selama 8 jam.
Pengeringan pada suhu rendah bertujuan
meminimalkan degradasi pektin [1].
Kadar air pektin yang dihasilkan berkisar antara
9,52-11,88%. Batas maksimum nilai kadar air yang
diizinkan yaitu 12% [5]. Berdasarkan standar Food
Chemical Codex (1996), semua perlakuan masih
memenuhi standar dengan kadar air pektin di bawah
12%. Kadar air yang dihasilkan dapat dipengaruhi
oleh rendemen pektin. Semakin tinggi rendemen
pektin, kadar air yang dihasilkan semakin tinggi pula
[1].
Gambar 4. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi
terhadap kadar air pektin
pH Suhu (oC)Waktu(menit)
Massa Pektin(gram)
Kadar Metoksil(%)
1
80
70 3 2,48
80 4,4 2,73
90 4,26 2,85
100 3,1 3,10
90
70 2,5 2,54
80 4,2 2,98
90 3,3 3,22
100 2 3,41
1,5
80
70 2 2,66
80 4,68 3,04
90 3,29 3,10
100 2,5 3,35
90
70 4 2,91
80 5,21 3,72
90 3,77 3,41
100 1,9 3,53
2
80
70 1,5 3,10
80 3,9 3,29
90 3,4 3,46
100 2,4 3,60
90
70 1,2 3,16
80 4,5 3,35
90 3,5 3,60
100 2,5 3,66
-
5/26/2018 pisang kepok
4/5
Jurnal Teknik Kimia USU,Article in press(2012)
52
C. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi terhadap kadar abu
pektin
Abu merupakan residu atau sisa pembakaran bahan
organik yang berupa bahan anorganik. Kadar abu
berpengaruh pada tingkat kemurnian pektin. Semakin
tinggi tingkat kemurnian pektin, kadar abu dalam pektin
semakin rendah [1]. Perlakuan dengan asammengakibatkan terhidrolisisnya pektin dari ikatan
kalsium dan magnesiumnya. Jadi apabila asam yang
digunakan mempunyai pH tinggi maka kadar abunya
tinggi. Pada hidrolisis dengan asam, ion-ion akan lepas
dari substansi pektin. Semakin lama perlakuan dengan
asam, ion-ion ini akan lebih banyak dilepaskan
sehingga kadar abu semakin tinggi 13].
Hasil penelitian menunjukkan kadar abu pektin
yang diperoleh berkisar antara 0,98-8% yang sesuai
dengan standar mutu kadar abu pektin yang ditetapkan
IPPA (International Pectin Producers Association),
yaitu maksimum 10% sedangkan menurut Food
Chemical Codex, kadar abu pektin yang diijinkankurang dari 1%.
Gambar 5. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi
terhadap kadar abu pektin
D. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi terhadap berat
ekivalen pektin
Berat ekivalen merupakan ukuran terhadap
kandungan gugus asam galakturonat bebas (tidak
teresterifikasi) dalam rantai molekul pektin. Asam
pektat murni merupakan zat pektat yang seluruhnya
tersusun dari asam poligalakturonat yang bebas darigugus metal ester atau tidak mengalami esterifikasi.
Semakin rendah kadar pektin akan menyebabkan berat
ekivalen semakin rendah [15].
Gambar di bawah menunjukkan adanya
kecenderungan semakin tinggi suhu dan lamanya
ekstraksi menghasilkan berat ekivalen semakin rendah.
Pada penelitian ini berat ekivalen yang diperoleh dapat
diterima, karena berdasarkan standar IPPA
(International Pectin Producers Association) berat
ekivalen adalah 600-800 mg.
Gambar 6. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi
terhadap berat ekivalen pektin
E. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi terhadap kadar
metoksil pektin
Kadar metoksil didefinisikan sebagai jumlah mol
etanol yang terdapat di dalam 100 mol asam
galakturonat. Kadar metoksil pektin memiliki peranan
penting dalam menentukan sifat fungsional larutan
pektin dan dapat mempengaruhi struktur dan tekstur
dari gel pektin [3].
Kadar metoksil pektin kulit pisang kepok dapat
dilihat pada gambar di atas. Kadar metoksil pektin hasil
ekstraksi berkisar antara 2,48-3,72%. Menurut
Hoejgaard (2004) berdasarkan jumlah kelompok
esternya, jenis pektin yang dihasilkan dalam penelitian
bermetoksil rendah karena mempunyai kelompok kadar
metoksil kurang dari 7,12% [14]. Hal ini lebih
menguntungkan karena pektin bermetoksil rendah dapat
langsung diproduksi tanpa melalui proses demetilasi.
Gambar 7. Pengaruh pH dan waktu ekstraksi
terhadap kadar metoksil pektin
-
5/26/2018 pisang kepok
5/5
Jurnal Teknik Kimia USU,Article in press(2012)
53
Kesimpulan
1. Rendemen yang terbaik pada waktu ekstraksi 80menit pada suhu 90oC dan pH 1,5 yaitu 52,1%.
2. Kadar air pisang kepok tertinggi diperoleh sebesar11,88% pada pH 1,5 suhu 90oC dan waktu
ekstraksi 80 menit.
3. Kadar abu pisang kepok terbaik diperoleh sebesar0,98% pada pH 1,5 suhu 90oC dan waktu ekstraksi
80 menit.
4. Kadar metoksil tertinggi diperoleh sebesar 3,72%pada pH 1,5 suhu 90oC dan waktu ekstraksi 80
menit.
5. Kualitas pektin yang dihasilkan dengan pelarutasam klorida (HCl) ini telah memenuhi kriteria
yang telah ditetapkan oleh IPPA (International
Pectin Producers Association).
Daftar Pustaka[1] Agus Budiyanto dan Yulianingsih, Pengaruh Suhu
dan Waktu Ekstraksi terhadap KarakterPektin dari Ampas Jeruk Siam (Citrus
nobilis L), Jurnal Penelitian Pascapanen
Pertanian 5(2), Hal 37-44, 2008.
[2] Badan Pusat Statistik Indonesia, Statistik Impor
Indonesia, http://www.bps.go.id, Diakses:
24 Pebruari 2012, 2012.
[3] D. Constenla dan J.E. Lozano, Kinetic Model of
Pektin Demethylation, Latin American
Applied Research 33, Hal 91-96, 2003.
[4] F.G. Winarno dan M. Aman,Fisiologi Lepas Panen ,
Jakarta: Sastra Hudaya, 1986.
[5] Food Chemical Codex, Pektins, http://arjournals.
annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.bi.20.070151.000435, 1996.
[6] G. Tchobanoglous, H. Theisen, dan S. Vigil,
Integrated Solid Waste Management:
Engineering Principles and Management
Issues,New York: McGraw-Hill, Hal 3-22,
2003.
[7] Hasbullah, Teknologi Tepat Guna Agroindustri
Kecil Sumatera Barat - Pektin Jeruk,
Jakarta: Dewan Ilmu Pengetahuan,
Teknologi dan Industri Sumatera Barat,
2001.
[8] International Pectin Producers Association, Pectin
Commercial Production, http://www.
google.com/IPPA.info.html, Diakses: 18
Pebruari 2012, 2003.
[9] Irwan Sofia, Produksi Pektinase dari Kulit Pisang
dengan Jamur Aspergillus Niger, Jurusan
Teknik Kimia, Institut Teknologi Bandung,
2008.
[10] J.R. Klavons, D. Bennet, dan S.H. Vanner,
Physical/Chemical Nature Pectin
Associated with Commercial Orange Juice
Cloud, Journal Food Science, 1995.
[11] N. Nurdjanah, dan S. Usmiati, Ekstraksi dan
Karakterisasi Pektin dari Kulit Labu
Kuning, Jurnal Penelitian Pascapanen
Pertanian 3(1), Hal 13-23, 2006.
[12] Rona Joharni Nainggolan,Pengaruh pH dan LamaEkstraksi terhadap Rendemen dan Mutu
Pektin dari Kulit Pisang, Lab. Teknologi
Hasil Pertanian USU, Medan, 1994.
[13] Salbilah, Ekstraksi Pektin dari Kulit Buah Kakao,
Thesis Jurusan Farmasi Universitas
Sumatera Utara, 1998.
[14] S. Hoejgaard, Pectin Chemistry, Funcionality, and
Applications, http://www.cpkelco.com/
Ptalk/ptalk.htm, Diakses: 10 September
2012, 2004.
[15] S. Ranggana, Handbook of Analysis and Quality
Control for Fruit and Vegetable Product,
Second Edition, New Delhi: McGraw-HillPublishing Company Limited, Hal 35, 2000.
http://www.bps.go.id/http://www.bps.go.id/
top related